永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制 方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電磁有功功率IV咸去發(fā)電 機(jī)本身的銅損功率P ra即為發(fā)電機(jī)的輸出有功功率P __，發(fā)電機(jī)的輸出有功功率PciutpJ^ 去風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自用損耗功率Plciss，即為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)凈上網(wǎng)有功功率p g"djUtPUt。
[0003] 在永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般采用矢量控制， 即風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器通過(guò)控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速η和電磁扭矩TJlj額定值，使得發(fā)電機(jī) 的電磁有功功率匕=?\*ω η= T J2 π η/60達(dá)到額定值，進(jìn)而使得發(fā)電機(jī)的輸出有功功率 Pciutput達(dá)到額定值，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)凈上網(wǎng)有功功率P ___達(dá)到額定值。
[0004] 但在永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)電機(jī)定子繞組的電阻值隨溫度的 增加（降低）而增加（降低），從而使得額定運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)本身的銅損功率相對(duì)于理論額定 銅損功率出現(xiàn)漂移，由于發(fā)電機(jī)的電磁有功功率處于額定值，根據(jù)能量守恒定率，發(fā)電機(jī)的 輸出有功功率將出現(xiàn)漂移，進(jìn)而風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)凈上網(wǎng)有功功率將出現(xiàn)飄移，出現(xiàn)超 發(fā)或欠發(fā)現(xiàn)象，降低發(fā)電效率和發(fā)電量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法及裝置， 使得發(fā)電機(jī)的輸出有功功率保持在額定值，進(jìn)而使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)凈上網(wǎng)有功功率 保持在額定值，避免了超發(fā)或欠發(fā)現(xiàn)象，提高了發(fā)電效率和發(fā)電量。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0007] -方面，本發(fā)明提供一種永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法，包括：
[0008] 將發(fā)電機(jī)的實(shí)際銅損功率和發(fā)電機(jī)的理論銅損功率相減得到發(fā)電機(jī)的銅損功率 差值；
[0009] 根據(jù)所述發(fā)電機(jī)的銅損功率差值對(duì)發(fā)電機(jī)的給定電磁扭矩進(jìn)行補(bǔ)償，以使發(fā)電機(jī) 的輸出有功功率保持在額定值。
[0010] 另一方面，本發(fā)明提供一種永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制裝置，包括：
[0011] 銅損功率差值計(jì)算模塊，用于將發(fā)電機(jī)的實(shí)際銅損功率和發(fā)電機(jī)的理論銅損功率 相減得到發(fā)電機(jī)的銅損功率差值；
[0012] 給定電磁扭矩補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)所述發(fā)電機(jī)的銅損功率差值對(duì)發(fā)電機(jī)的給定電 磁扭矩進(jìn)行補(bǔ)償，以使發(fā)電機(jī)的輸出有功功率保持在額定值。
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法及裝置，根據(jù)發(fā)電機(jī) 的銅損功率差值對(duì)發(fā)電機(jī)的給定電磁扭矩進(jìn)行補(bǔ)償，即對(duì)發(fā)電機(jī)的給定電磁有功功率進(jìn)行 補(bǔ)償，使得發(fā)電機(jī)的輸出有功功率保持在額定值，進(jìn)而使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)凈上網(wǎng)有 功功率保持在額定值，避免了超發(fā)或欠發(fā)現(xiàn)象，提高了發(fā)電效率和發(fā)電量。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率損耗情況示意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明提供的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法一個(gè)實(shí)施例的 流程示意圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明提供的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法又一個(gè)實(shí)施例 的流程示意圖；
[0018] 圖5為圖4所示實(shí)施例中步驟S405 -種可行實(shí)施方式的邏輯示意圖；
[0019] 圖6為圖4所示實(shí)施例中步驟S405另一種可行實(shí)施方式的邏輯示意圖；
[0020] 圖7為本發(fā)明提供的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制裝置一個(gè)實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖8為本發(fā)明提供的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制裝置又一個(gè)實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 在對(duì)本發(fā)明的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法及裝置進(jìn)行描述之前， 先來(lái)介紹一下永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及功率損耗情況。
[0023] 圖1為永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，葉輪11直接驅(qū)動(dòng) 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)12運(yùn)行，永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)12輸出端連接發(fā)電機(jī)側(cè)D u/Dt濾波器 13, 發(fā)電機(jī)側(cè)Du/Dt濾波器13輸出端與發(fā)電機(jī)側(cè)三相逆變器14相連，發(fā)電機(jī)側(cè)三相逆變器 14、 直流側(cè)支撐電容15、網(wǎng)側(cè)三相逆變器16組成了全功率變流系統(tǒng)，網(wǎng)側(cè)三相逆變器16輸 出端與網(wǎng)側(cè)LCL濾波器17相連，網(wǎng)側(cè)LCL濾波器17輸出端并入電網(wǎng)系統(tǒng)18,風(fēng)力發(fā)電機(jī)主 控制電控系統(tǒng)19通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)自用電變壓器20從電網(wǎng)系統(tǒng)18取電。
[0024] 圖2為永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率損耗情況示意圖。如圖2所示，發(fā)電機(jī)的電 磁有功功率IV咸去發(fā)電機(jī)的銅損功率P m即為發(fā)電機(jī)的輸出有功功率P Ciutput，發(fā)電機(jī)的輸出 有功功率Pciutput減去變流器及電纜損耗功率P lciss__vCTtCT，即為變流器網(wǎng)側(cè)輸出端有功功率， 變流器網(wǎng)側(cè)輸出端有功功率減去風(fēng)力發(fā)電機(jī)主控制電控系統(tǒng)損耗功率P lciss_WTC即為風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的并網(wǎng)凈上網(wǎng)有功功率Pffldciutput。
[0025] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法及裝 置進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0026] 實(shí)施例一
[0027] 圖3為本發(fā)明提供的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法一個(gè)實(shí)施例的 流程示意圖。如圖3所示，本實(shí)施例的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法，具體可 以包括：
[0028] S301，將發(fā)電機(jī)的實(shí)際銅損功率Peu aetlve和發(fā)電機(jī)的理論銅損功率P eu_theOTy相減得 到發(fā)電機(jī)的銅損功率差值Pra_ dlff。
[0029] S302,根據(jù)發(fā)電機(jī)的銅損功率差值Peu dlff對(duì)發(fā)電機(jī)的給定電磁扭矩T e raf進(jìn)行補(bǔ) 償，以使發(fā)電機(jī)的輸出有功功率？__保持在額定值。
[0030] 具體的，本實(shí)施例通過(guò)將發(fā)電機(jī)的實(shí)際銅損功率1^^_和發(fā)電機(jī)的理論銅損功 率IVtk y相減，得到發(fā)電機(jī)的銅損功率差值P ^dlff即發(fā)電機(jī)的銅損功率漂移。
[0031] 根據(jù)發(fā)電機(jī)的銅損功率漂移對(duì)發(fā)電機(jī)的給定電磁有功功率Ppf進(jìn)行補(bǔ)償，由于發(fā) 電機(jī)的電磁有功功率P f3= Tf^COm= 1\*2 JT n/60,因此可通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)的給定電磁扭矩Tyf3f 進(jìn)行補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的給定電磁有功功率Ppf的補(bǔ)償，抵消發(fā)電機(jī)的銅損功率漂 移，消除因發(fā)電機(jī)的銅損功率漂移導(dǎo)致的發(fā)電機(jī)的輸出有功功率漂移和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并 網(wǎng)凈上網(wǎng)有功功率漂移問(wèn)題，使得發(fā)電機(jī)的輸出有功功率P ciutput和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)凈 上網(wǎng)有功功率PffldciutpuJ^保持在額定值，避免超發(fā)或欠發(fā)現(xiàn)象，提高發(fā)電效率和發(fā)電量。本 實(shí)施例的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法，根據(jù)發(fā)電機(jī)的銅損功率差值對(duì)發(fā)電 機(jī)的給定電磁扭矩進(jìn)行補(bǔ)償，即對(duì)發(fā)電機(jī)的給定電磁有功功率進(jìn)行補(bǔ)償，使得發(fā)電機(jī)的輸 出有功功率保持在額定值，進(jìn)而使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)凈上網(wǎng)有功功率保持在額定值， 避免了超發(fā)或欠發(fā)現(xiàn)象，提高了發(fā)電效率和發(fā)電量。
[0032] 實(shí)施例二
[0033] 圖4為本發(fā)明提供的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法又一個(gè)實(shí)施例 的流程示意圖。如圖4所示，本實(shí)施例的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法給出 了圖3所示實(shí)施例的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法的一種具體實(shí)現(xiàn)方式，本 實(shí)施例的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出有功功率控制方法具體可以包括：
[0034] S401，根據(jù)發(fā)電機(jī)定子繞組的實(shí)際溫度taetlve和初始溫度t s下發(fā)電機(jī)定子繞組的 初始電阻值Rs計(jì)算得到發(fā)電機(jī)定子繞組的實(shí)際電阻值R &tlTC。
[0035] 具體的，在發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)電機(jī)定子繞組的溫度t會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo) 致發(fā)電機(jī)定子繞組的電阻值R會(huì)發(fā)生變化。由于發(fā)電機(jī)定子繞組在初始溫度^下的初始 電阻值R s已知，且發(fā)電機(jī)定子繞組的電阻值R隨溫度每上升（下降）1度上升（下降）的 百分比K可以通過(guò)測(cè)量得到，當(dāng)前發(fā)電機(jī)定子繞組的實(shí)際溫度U tlre可以通過(guò)安裝在發(fā)電 機(jī)定子繞組上的溫度傳感器測(cè)量得到，因此當(dāng)前發(fā)電機(jī)定子繞組的實(shí)際溫度tartlTC下，發(fā)電 機(jī)定子繞組的實(shí)際電阻值R artlre可以通過(guò)以下公式計(jì)算得到：
[0036] Ractlve= ((t actlve-ts) *K+100% ) Rs
[0037] S402,根據(jù)發(fā)電機(jī)定子繞組的實(shí)際電阻值Raetlve和發(fā)